OLIMPO 实验用的动力学电感探测器：设计与飞行前表征

我们设计、制备并表征了四个角锥耦合集总元件动力学电感探测器（LEKID）阵列，优化用于气球载 OLIMPO 实验的谱带。OLIMPO 是一台 2.6 m 口径望远镜，旨在对 Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应进行光谱测量。OLIMPO 还将在代表性空间环境中验证 LEKID 技术。校正后的焦平面由衍射极限角锥耦合 KID 阵列填满，在 150、250、350 和 460$\:$GHz 分别具有 19、37、23、41 个有源像素。本文报道了飞行前对这些探测器阵列进行的完整电学与光学表征。在暗实验室低温恒温器中，我们在 300$\:$mK 的基准温度下测量了谐振器电学参数，如品质因数与电学响应度。测得的 150、250、350 和 460$\:$GHz 阵列的平均谐振器 $Q$ 分别为 1.7$\times{10^4}$、7.0$\times{10^4}$、1.0$\times{10^4}$ 和 1.0$\times{10^4}$。谐振时的平均电学相位响应度分别为 1.4$\:$rad/pW、1.5$\:$rad/pW、2.1$\:$rad/pW 和 2.1$\:$rad/pW；在 12 Hz 处电学噪声等效功率分别为 45$\:\rm{aW/\sqrt{Hz}}$、160$\:\rm{aW/\sqrt{Hz}}$、80$\:\rm{aW/\sqrt{Hz}}$ 和 140$\:\rm{aW/\sqrt{Hz}}$。在 OLIMPO 低温恒温器中，我们测量了光学特性，如噪声等效温度（NET）与光谱响应。测得的 NET$_{\rm RJ}$ 在 12 Hz 处分别为 $200\:\mu\rm{K\sqrt{s}}$、$240\:\mu\rm{K\sqrt{s}}$、$240\:\mu\rm{K\sqrt{s}}$ 和 $\:340\mu\rm{K\sqrt{s}}$；分别对应 150、250、350 和 460 GHz 阵列在 78、88、92 和 90 mK Rayleigh-Jeans 黑体负载变化下。光谱响应由 OLIMPO 差分傅里叶变换光谱仪（DFTS）表征至 THz 频率，分辨率为 1.8 GHz。